CN110174795A - 液晶显示装置 - Google Patents
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Abstract
提供能抑制开口率的降低并能抑制斜视混色的液晶显示装置。按顺序具备第一基板、液晶层和第二基板,第一基板和第二基板中的至少一方在相邻的不同颜色的图像元素间具有遮光构件,第一基板具备设有狭缝的第二电极,狭缝包含在第一方向延伸的主狭缝部和在第二方向延伸的副狭缝部,初始取向状态的液晶分子的长轴和短轴中的介电常数较大的一个轴的轴方向与第二方向所成的角比轴方向与第一方向所成的角大,在遮光构件位于第一基板上的情况下,遮光构件在配置于两侧的不同颜色的图像元素的副狭缝部中的较近的副狭缝部侧被扩大宽度,较远的副狭缝部侧没有被扩大宽度,在遮光构件位于第二基板上的情况下,其在与位于第一基板上的情况相反的一侧被扩大宽度。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示装置。特别是涉及水平取向模式的液晶显示装置。
背景技术
液晶显示装置是为了进行显示而利用液晶组成物的显示装置,其代表性的显示方式是对在一对基板间封入的液晶组成物施加电压,根据施加的电压使液晶组成物中的液晶分子的取向状态变化,由此控制光的透射量。这种液晶显示装置活用其薄型、轻型和低耗电的特长,用于广泛领域中。
作为液晶显示装置的显示方式,使液晶分子的取向主要在相对于基板面平行的面内旋转从而进行控制的水平取向模式由于容易得到大视场角特性的等原因而受到关注。例如,近年来,在面向智能电话、平板终端的液晶显示装置中,广泛使用作为水平取向模式的一种的面内开关(IPS:In-Plane Switching)模式、边缘电场开关(FFS:Fringe FieldSwitching)模式。
作为与水平取向模式的液晶显示装置有关的技术,例如专利文献1公开了一种液晶显示装置,在图像显示区域中排列有信号线、扫描线和像素电极,包含具备树脂膜的阵列基板、相对基板和它们之间保持的液晶材料层,在该液晶显示装置中,在阵列基板上,以覆盖信号线的方式沿着信号线延伸的突条部由形成树脂膜的树脂层一体设置在图像显示区域内,突条部的顶部从相对基板的内面分离。
另外,专利文献2公开了一种液晶显示装置,具备:第1基板;具有栅极电极的栅极线;具有源极电极的数据线;漏极电极;有机膜,其形成在上述栅极线、上述数据线和上述漏极电极上,具有第1开口部;第1电极,其形成在上述有机膜上,具有第2开口部;保护膜,其形成在上述第1电极上,具有使上述漏极电极露出的接触孔;以及第2电极,其形成在上述保护膜上,上述栅极电极的周缘中的平行于上述栅极线的第1缘与上述第1电极的上述第2开口部的周缘中的平行于上述栅极线并与上述第1缘相邻的第2缘之间的直线间隔为约0μm~约6μm。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:特开2016-142943号公报
专利文献2:特开2015-138267号公报
发明内容
发明要解决的问题
图17是与比较方式的液晶显示装置有关的图,是在TFT基板与CF基板贴合中CF基板向左侧偏离的情况下的截面示意图。比较方式的液晶显示装置1R具备:TFT基板10R,其具有薄膜晶体管(TFT:Thin Film Transistor);CF基板20R,其具有彩色滤光片(CF:ColorFilter);以及液晶层30R,其被TFT基板10R和CF基板20R夹持。在TFT基板10R上设有数据线131R、共用电极15R、金属配线(3rd金属配线)18R和像素电极17R。
在CF基板20R中,有时为了确保配置在彩色滤光片23R的颜色边界的黑矩阵22R的开口率而将其细线化。然而,在TFT基板10R与CF基板20R的贴合出现偏离的情况下,如图17的箭头所示,有时倾斜方向的光会通过,从斜视处漏过意想之外的颜色而发生混色。也将该现象称为斜视混色。斜视混色特别会受到设于像素电极17R的狭缝的角度影响。关于这一点,下面使用比较方式的液晶显示装置1R进行说明。
图18是比较方式的液晶显示装置的俯视示意图。图19是与比较方式的液晶显示装置有关的图,是在TFT基板和CF基板的贴合中两基板间未发生偏离的情况下的截面示意图。图20是与比较方式的液晶显示装置有关的图,是在TFT基板和CF基板的贴合中两基板间发生了偏离的情况下的截面示意图。图19和图20是沿着图18中的a-b方向的3个图像元素的截面示意图,是设于像素电极的后述的副狭缝部的截面示意图。
比较方式的液晶显示装置1R所具备的TFT基板10R具有多个数据线131R以及与多个数据线131R交叉的多个扫描线132R,具备作为开关元件的TFT。另外,TFT基板10R朝向液晶层30R侧按顺序具备:第一绝缘基板11R、第一绝缘膜12R、数据线131R、第二绝缘膜14R、共用电极15R、层间绝缘膜16R以及设有狭缝171R的像素电极17R。比较方式的液晶显示装置1R是FFS模式的液晶显示装置。
像素电极17R设于各图像元素2R,在各像素电极17R设有相互平行的多个狭缝171R,各狭缝171R具有分别在方向D1R和D3R上延伸的2个主狭缝部171aR。在方向D1R上延伸的各主狭缝部171aR的两端部连着在方向D2R上延伸的2个副狭缝部171bR,在方向D3R上延伸的各主狭缝部171aR的两端部连着在方向D4R上延伸的2个副狭缝部171bR。相对于初始取向状态的液晶分子31R的长轴311R,方向D1R所成的角与方向D3R所成的角相互相等,同样,方向D2R所成的角与方向D4R所成的角相互相等。各狭缝171R具有相对于配置在各像素电极17R的中央部的、在方向D2R上延伸的副狭缝部171bR和在方向D4R上延伸的副狭缝部171bR间的中心线为线对称的形状。
液晶层30R包含具有正的介电常数各向异性的液晶分子31R,初始取向状态的液晶分子31R的长轴311R和短轴312R中的介电常数较大的一个轴(长轴311R)的轴方向与上述方向D2R或者上述方向D4R所成的角比上述轴(长轴311R)的轴方向与上述方向D1R或者上述方向D3R所成的角大。
CF基板20R朝向液晶层30R侧按顺序具备:第二绝缘基板21R、黑矩阵22R和彩色滤光片23R、以及外覆层24R。
在液晶显示装置1R中,1个像素3R包括3个图像元素2R,红色图像元素RR、绿色图像元素GR和蓝色图像元素BR配置于1个像素3R。以下,举出绿色图像元素GR为点亮状态(白控制)而位于绿色图像元素GR的两侧相邻位置的红色图像元素RR和蓝色图像元素BR为非点亮状态(黑控制)的情况的例子来进行说明。
如图18所示,在比较方式的液晶显示装置1R中,为了施加边缘电场而配置的像素电极17R的狭缝171R相对于垂直方向(纸面纵向)以固定的角度倾斜。在作为FFS模式的液晶显示装置的比较方式的液晶显示装置1R中,将初始取向状态的液晶分子31R的长轴311R(也称为初始取向轴)设为垂直(纸面纵向),使设于像素电极17R的狭缝171R相对于液晶分子31R的长轴311R具有角度,从而能使液晶分子31R向固定方向旋转,能通过电压控制来控制液晶分子31R的取向。此外,在本比较方式中,由于使用具有正的介电常数各向异性的液晶分子31R而将初始取向轴设为垂直(纸面纵向),但是也能代替具有正的介电常数各向异性的液晶分子31R而使用具有负的介电常数各向异性的液晶分子31R,在这种情况下,也可以将初始取向轴设为水平(纸面横向)。
像素电极17R在同一图像元素2R内上下分割而以2个方位具备主狭缝部171aR的角度,因此在图像元素2R的中央附近液晶分子31R的取向的旋转方向相反,在图像元素的中央部X附近由于液晶分子31R的取向冲突而发生紊乱。为了缩小由于液晶分子31R的取向冲突而产生紊乱的区域,在图像元素的中央部X设有比主狭缝部171aR使角度进一步倒伏的副狭缝部171bR(折弯部)。另外,在图像元素的上端部Y和图像元素的下端部Z中,会在狭缝171R端向图像元素2R的垂直方向施加边缘电场,产生对于想控制的取向不希望的电场。关于这一点,为了缩小液晶分子31R的取向发生紊乱的区域,也设有比主狭缝部171aR使角度进一步倒伏的副狭缝部171bR。这样,在FFS模式的液晶显示装置1R中,为了抑制液晶分子31R的取向发生紊乱,在图像元素2R的设计中,在取向控制区域端(开口(狭缝171)的上下端部和中央部等)设有具有与主狭缝部171aR不同的角度的副狭缝部171bR。此外,在本说明书中,上端部和下端部也称为上下端部。
副狭缝部171bR设定为相比于初始取向轴(90°(垂直))与主狭缝部171aR所成的角度,初始取向轴与副狭缝部171bR所成的角度较大。因此,对初始取向轴(黑控制)的电场控制角度在主狭缝部171aR与副狭缝部171bR处大不相同,在副狭缝部171bR中哪怕仅有微小的电位差也会使液晶分子31R运动。因此,在相邻的图像元素2R间的区域100R中,在副狭缝部171bR的周边也容易由于边缘电场而致使液晶分子31R旋转。因此,在不希望使光透射过的图像元素2R的外侧的区域100R中,在副狭缝部171bR的周边也存在液晶分子31R由于边缘电场而旋转,表现出光透射性的可能性。另外,配置有副狭缝部171bR的区域是如上述那样容易发生液晶分子31R的取向紊乱的区域,即使设有副狭缝部171bR,副狭缝部171bR附近也会成为难以进行液晶分子31R的取向控制的区域。因此,在图像元素2R的外侧的区域100R的副狭缝部171bR附近,也存在由液晶分子31R的预料之外的取向导致光透射的可能性。
如图19所示,在从倾斜方向观察在TFT基板10R与CF基板20R的贴合中未发生偏离的液晶显示装置1R的情况下,从相互相邻的不同颜色的图像元素2R中的一方图像元素(绿色图像元素GR)向另一方图像元素(蓝色图像元素BR)入射的虚线箭头的光虽然会通过相邻图像元素2R间的区域100R,但是被黑矩阵22R遮光,因此不会发生斜视混色。
然而,如图20所示,在相对于绿色图像元素GR从蓝色图像元素BR侧倾斜观察在TFT基板10R与CF基板20R的贴合中发生偏离而黑矩阵22R在图20中向左侧偏离的液晶显示装置1R的情况下,有时会发生绿显示看起来带有蓝色的斜视混色。这是由于,从点亮状态的绿色图像元素GR向非点亮状态的蓝色图像元素BR入射的虚线箭头的倾斜方向的光通过相邻图像元素2R间的表现出光透射性的区域100R后,没有被黑矩阵22R遮光而透射过,从非点亮状态的蓝色图像元素BR透出了蓝色的光的缘故。
如以上那样,在不希望使光透射过的图像元素2R的外侧的区域100R中,在副狭缝部171bR的周边由于边缘电场而导致液晶分子31R发生旋转或者液晶分子31R的取向发生紊乱,因此光容易从进行着黑控制的图像元素2R的一部分斜向通过而发生显示缺陷(斜视混色),导致显示质量降低。这在高清晰像素中相邻图像元素2R间的距离变小的情况下特别显著,而且在配置于颜色边界的黑矩阵22R的宽度小的情况下也同样容易发生。
在此,在相邻图像元素2R间的区域100R中能控制液晶分子31R进行黑显示的情况下,倾斜方向的光会被液晶层30R遮挡,因此不会发生斜视混色。例如,在相邻图像元素2R间充分分离的情况下,能将在像素电极17R和共用电极15R之间产生的边缘电场影响不到的区域设为图像元素2R边界,倾斜方向的光被液晶层30R遮挡而无法透射过。在这种情况下,不需要特别的遮光对策。然而,这会导致无法由像素电极17R控制的区域变大,因此会导致透射率降低。另外,在像素的清晰度变高的情况下,有时会缩窄相邻图像元素2R间的空间来确保透射率。此时,图像元素2R边界的液晶分子31R的控制受像素控制电位的强烈影响,混色的可能性变高。
使用图21进一步说明斜视混色。图21是对比较方式的液晶显示装置的漏光进行说明的俯视示意图。与图像元素2R的中央部同样,在图像元素2R的端部,液晶分子31R也由于在像素电极17R和共用电极15R之间产生的边缘电场而进行响应,或者发生液晶分子31R的取向紊乱。因此,在图21中的由双点划线包围的外侧区域200R,可能在像素电极17R两端(像素控制端)的外部分中发生漏光。
而且,关于副狭缝部171bR附近的在图21中用圆虚线包围的部分,其从外侧区域200R到黑矩阵22R的相邻图像元素2R侧的端部为止的距离特别小,遮光量少。因此,在图21中用圆虚线包围的部分,斜视混色的风险更高。
为了抑制这种斜视混色,也可以想到将黑矩阵变粗来进行遮光,但是这会导致透射率大幅度降低。
至此说明了配置于CF基板20R侧的黑矩阵22R细线化的情况下的斜视混色。另一方面,在比较方式的液晶显示装置1R所具备的TFT基板10R侧,为了确保开口率、应对串扰而往往将作为遮光构件的数据线131R细线化。另外,为了使被提供固定的电位的共用电极15R电稳定,有时会在与共用电极15R直接接触的层配置遮光性的金属配线18R,但是在这种情况下,由于同样的理由,也往往进行细线化。这样,在配置于TFT基板侧的遮光构件细线化的情况下,也会由于与黑矩阵22R细线化的情况下同样的理由而发生斜视混色。
根据上述专利文献1,在遮光区域附近,由于突条部而电力线的延伸扩展被抑制,并且由于液晶层的厚度减少而透射率降低,因此能以某种程度抑制斜视混色。然而,上述突条部为透明的树脂膜,因此抑制漏光的效果不足,为了抑制斜视混色还存在改进的余地。另外,上述专利文献2的目的是防止在栅极电极的周围发生的漏光,不是以斜视混色为目的。
本发明是鉴于上述现状而完成的,目的在于提供一种能抑制开口率降低,并且能抑制斜视混色的液晶显示装置。
用于解决问题的方案
本发明的发明人对能抑制开口率降低并且能抑制斜视混色的液晶显示装置进行了各种研究,结果是关注了在第一基板和第二基板中的至少一方中,至少配置于相邻的不同颜色的图像元素间的遮光构件的形状。并且发现,由于在遮光构件的两侧的不同颜色的图像元素中,设于一方图像元素的副狭缝部在俯视时位于较靠近遮光构件的位置,设于另一方图像元素的副狭缝部在俯视时位于较远离遮光构件的位置,因此在发生了基板的贴合偏离时,在遮光构件的两侧,倾斜方向的漏光容易度不同。并且发现,通过在容易发生漏光的一侧使遮光构件扩大宽度,另一方面,在其相反侧不使遮光构件扩大宽度,由此能有效地遮挡倾斜方向的光,并且能抑制开口率的降低。由此,想到能很好地解决上述问题,实现了本发明。
即,本发明的一个方式可以是一种液晶显示装置,具备:第一基板;与上述第一基板相对的第二基板;液晶层,其被夹持在上述第一基板和上述第二基板之间,并且包含液晶分子;以及多个像素,其分别包括多种颜色的图像元素,上述第一基板和上述第二基板中的至少一方具有遮光构件,该遮光构件至少配置在相邻的不同颜色的图像元素间,上述第一基板朝向上述液晶层侧按顺序具备:第一电极,其为像素电极和共用电极中的一方电极;层间绝缘膜,其设于上述第一电极上;以及第二电极,其设于上述层间绝缘膜上,并且为像素电极和共用电极中的另一方电极,在上述第二电极中,在各图像元素中设有狭缝,上述狭缝包含:主狭缝部,其在第一方向上延伸;以及副狭缝部,其与上述主狭缝部的端部相连,并且在第二方向上延伸,初始取向状态的上述液晶分子的长轴和短轴中的介电常数较大的一个轴的轴方向与上述第二方向所成的角比上述轴方向与上述第一方向所成的角大,在上述遮光构件设于上述第一基板的情况下,在俯视时,上述遮光构件在配置于两侧的不同颜色的图像元素的上述副狭缝部中的较近的副狭缝部侧被扩大宽度,较远的副狭缝部侧没有被扩大宽度,在上述遮光构件设于上述第二基板的情况下,在俯视时,上述遮光构件在配置于两侧的不同颜色的图像元素的上述副狭缝部中的较远的副狭缝部侧被扩大宽度,较近的副狭缝部侧没有被扩大宽度。
也可以是,上述第一基板具有数据线,上述遮光构件为上述数据线。
也可以是,上述第一基板具备与上述共用电极接触的金属配线,上述遮光构件为上述金属配线。
也可以是,上述像素电极为上述第一电极,上述共用电极为上述第二电极。
也可以是,上述像素电极为上述第二电极,上述共用电极为上述第一电极。
也可以是,上述第二基板具备在俯视时与上述遮光构件重叠的黑矩阵,上述遮光构件在俯视时在配置有上述黑矩阵的区域内被扩大宽度。
也可以是,上述第二基板具备黑矩阵,上述遮光构件为上述黑矩阵。
发明效果
根据本发明,能提供一种能抑制开口率的降低并且能抑制斜视混色的液晶显示装置。
附图说明
图1是实施方式1的液晶显示装置的俯视示意图。
图2是关于实施方式1的液晶显示装置的图,是在第一基板和第二基板的贴合中第二基板向右侧偏离的情况下的图像元素的中央部的截面示意图。
图3是关于实施方式1的液晶显示装置的图,是在第一基板和第二基板的贴合中第二基板向左侧偏离的情况下的图像元素的上端部和下端部的截面示意图。
图4是将实施方式1的液晶显示装置应用于曲面显示器的情况下的示意图。
图5是实施方式2的液晶显示装置的俯视示意图。
图6是实施方式3的液晶显示装置的俯视示意图。
图7是实施方式4的液晶显示装置的俯视示意图。
图8是实施方式5的液晶显示装置的俯视示意图。
图9是实施方式5的液晶显示装置的截面示意图。
图10是对实施方式3和5的液晶显示装置中的倾斜方向的光的遮光进行说明的截面示意图。
图11是实施方式6的液晶显示装置的俯视示意图。
图12是实施方式7的液晶显示装置的俯视示意图。
图13是实施方式7的液晶显示装置的截面示意图。
图14是对实施方式7的液晶显示装置中的倾斜方向的光的遮光进行说明的截面示意图。
图15是实施方式8的液晶显示装置的俯视示意图。
图16是实施方式9的液晶显示装置的俯视示意图。
图17是关于比较方式的液晶显示装置的图,是在TFT基板和CF基板的贴合中CF基板向左侧偏离的情况下的截面示意图。
图18是比较方式的液晶显示装置的俯视示意图。
图19是关于比较方式的液晶显示装置的图,是在TFT基板和CF基板的贴合中两基板间未发生偏离的情况下的截面示意图。
图20是关于比较方式的液晶显示装置的图,是在TFT基板和CF基板的贴合中两基板间发生了偏离的情况下的截面示意图。
图21是对比较方式的液晶显示装置的漏光进行说明的俯视示意图。
附图标记说明
1、1R:液晶显示装置
2、2R:图像元素
3、3R:像素
10:第一基板(TFT基板)
10R:TFT基板
11、11R:第一绝缘基板
12、12R:第一绝缘膜
13:薄膜晶体管(TFT)
14、14R:第二绝缘膜
15、15R:共用电极
16、16R:层间绝缘膜
17、17R:像素电极
18、18R:金属配线
20:第二基板(CF基板)
20R:CF基板
21、21R:第二绝缘基板
22、22R:黑矩阵
23、23R:彩色滤光片
24、24R:外覆层
30、30R:液晶层
31、31R:液晶分子
40:遮光构件
41:追加遮光部
100、100R:区域
131、131R:数据线
131a:源极电极
131DL、131DR:源极驱动器
132、132R:扫描线
132DL、132DR:栅极驱动器
132a:栅极电极
133a:漏极电极
134:薄膜半导体
135L、135R:柔性印刷电路基板(FPC)
140:液晶面板
171、171R:狭缝
171a、171aR:主狭缝部
171b、171bR:副狭缝部
200R:外侧区域
311、311R:长轴
312、312R:短轴
1711:上部狭缝
1712:下部狭缝
B、BR:蓝色图像元素
D1、D2、D3、D4、D1R、D2R、D3R、D4R:方向
G、GR:绿色图像元素
R、RR:红色图像元素
X:图像元素的中央部
Y:图像元素的上端部
Z:图像元素的下端部。
具体实施方式
以下,对本发明的实施方式进行说明。本发明不限于以下的实施方式,在满足本发明的构成的范围内能适当地进行设计变更。此外,在以下的说明中,对相同部分或者具有同样功能的部分标注相同的附图标记而在不同的附图间共用,省略其重复说明。另外,实施方式中记载的各构成也可以在不脱离本发明的要旨的范围中适当地组合,也可以变更。
[实施方式1]
在本实施方式中,举出FFS模式的液晶显示装置为例进行说明。图1是实施方式1的液晶显示装置的俯视示意图。图2是关于实施方式1的液晶显示装置的图,是在第一基板和第二基板的贴合中第二基板向右侧偏离的情况下的图像元素的中央部的截面示意图。图3是关于实施方式1的液晶显示装置的图,是在第一基板和第二基板的贴合中第二基板向左侧偏离的情况下的图像元素的上端部和下端部的截面示意图。图2是沿着图1中的a-b方向的3个图像元素的截面示意图,是配置于图像元素的中央部X的副狭缝部的截面示意图。图3是沿着图1中的c-d方向的3个图像元素的截面示意图,是配置于图像元素的上端部Y和下端部Z的副狭缝部的截面示意图。
本实施方式的液晶显示装置(液晶面板模块)1具备:第一基板10;与第一基板10相对的第二基板20;以及液晶层30,其被夹持在第一基板10和第二基板20之间,并且包含液晶分子31(向列液晶)。
第一基板10具有多个数据线(源极线)131以及与多个数据线131交叉的多个扫描线132,具备作为开关元件的薄膜晶体管13(TFT:Thin Film Transistor),也称为TFT基板。
另外,第一基板10朝向液晶层30侧按顺序具备:第一绝缘基板11、第一绝缘膜12、数据线131、第二绝缘膜14、共用电极15、层间绝缘膜16以及像素电极17。在本实施方式中,共用电极15为上述第一电极,像素电极17为上述第二电极。此外,在本说明书中,也将对共用电极和像素电极之间(第一电极和第二电极之间)施加电压的电压施加状态仅称为“电压施加状态”,也将对共用电极和像素电极之间(第一电极和第二电极之间)未施加电压的电压无施加状态仅称为“电压无施加状态”。
在第一基板10的液晶层30侧的面上设有水平取向膜(未图示)。在第一基板10的与液晶层30相反的一侧的面上,从第一基板10侧起按顺序设有第一偏振板(未图示)和背光源(未图示)。
液晶层30包含具有正的介电常数各向异性的液晶分子31,初始取向状态的液晶分子31的长轴311设定为图1的上下方向(面板显示面的垂直方向)。此外,在本说明书中,也将电压无施加状态的液晶分子称为初始取向状态的液晶分子。具有正的介电常数各向异性的液晶分子例如具有2~13的介电常数各向异性(Δε)。
液晶层30也可以包含具有负的介电常数各向异性的液晶分子31来代替具有正的介电常数各向异性的液晶分子31。在这种情况下,初始取向状态的液晶分子31的长轴311设定为图1的左右方向(面板显示面的水平方向)。具有负的介电常数各向异性的液晶分子例如具有-6~-2的介电常数各向异性。
此外,介电常数各向异性由下式(L)定义。
Δε=(液晶分子的长轴方向的介电常数)-(液晶分子的短轴方向的介电常数)(L)
第二基板20朝向液晶层30侧按顺序具备:第二绝缘基板21、黑矩阵22和彩色滤光片(CF:Color Filter)23、以及外覆层24。第二基板20也称为CF基板。黑矩阵22为配置在相邻的图像元素2间的遮光构件。在第二基板20的液晶层30侧的表面上设有水平取向膜(未图示)。在第二基板20的与液晶层30相反侧的面上设有第二偏振板(未图示)。
在液晶显示装置1中,在1个像素3内配置有3个图像元素2(红色图像元素R、绿色图像元素G和蓝色图像元素B)。以下,举出绿色图像元素G为点亮状态(白控制)而位于绿色图像元素G的两侧相邻位置的红色图像元素R和蓝色图像元素B为非点亮状态(黑控制)的情况的例子进行说明。
对第一基板10进行详细说明。第一基板10具备:多个数据线131,其在图1的垂直方向(面板显示面的垂直方向)上延伸;多个扫描线132,其与多个数据线131交叉,在图1的水平方向(面板显示面的水平方向)上延伸;以及多个TFT13。多个数据线131分别是配置在相邻的图像元素2间的遮光构件。
各TFT13与多个数据线131和多个扫描线132中的对应的数据线131和扫描线132电连接,是具有薄膜半导体134、包括对应的数据线131的一部分的源极电极131a、包括对应的扫描线132的一部分的栅极电极132a以及与多个像素电极17中的对应的像素电极17电连接的漏极电极133a的三端子开关。
在被相互相邻的2条数据线131和相互相邻的2条扫描线132包围的各区域中配置有设有多个狭缝(开口)171的像素电极17。像素电极17通过半导体134电连接到数据线131,根据扫描线132的导通/截止的电位控制而将源极信号向像素电极17充电,能任意控制像素电位。由此,能在与隔着层间绝缘膜16配置于像素电极17的下层的共用电极15之间产生边缘电场,使液晶分子31进行动作,在第二基板20侧划分为红色图像元素R/绿色图像元素G/蓝色图像元素B的图像元素单位中使光透射过从而进行彩色显示。
像素电极17设于各图像元素2,在各像素电极17中设有相互平行的多个狭缝171,共用电极15与狭缝171相对。通过控制施加于像素电极17和共用电极15之间的电压,由此控制液晶分子31的取向,更详细地说是控制液晶分子31的旋转。
进一步详细说明像素电极17的结构。狭缝171在各图像元素2中具有上部狭缝1711和下部狭缝1712,该上部狭缝1711和下部狭缝1712具有相对于液晶分子31的短轴312相互线对称的形状。本实施方式的液晶显示装置1为多畴(2畴)的FFS模式的液晶显示装置。
上部狭缝1711包含:在方向D1上延伸的主狭缝部171a;以及2个副狭缝部171b,其与在方向D1上延伸的主狭缝部171a的两端部相连,并且在方向D2上延伸。下部狭缝1712包含:在方向D3上延伸的主狭缝部171a;以及2个副狭缝部171b,其与在方向D3上延伸的主狭缝部171a的两端部相连,并且在方向D4上延伸。在此,方向D1和D3对应于上述第一方向,方向D2和D4对应于上述第二方向。各狭缝171具有相对于配置在各像素电极17的中央部的在方向D2上延伸的副狭缝部171b和在方向D4上延伸的副狭缝部171b间的中心线为线对称的形状。
初始取向状态的液晶分子31的长轴311和短轴312中的介电常数较大的一个轴(在具有正的介电常数各向异性的情况下为长轴311,在具有负的介电常数各向异性的情况下为短轴312)的轴方向与副狭缝部171b的延伸方向D2、D4(第二方向)所成的角比上述介电常数较大的一个轴的轴方向与主狭缝部171a的延伸方向D1、D3(第一方向)所成的角大。因此,液晶分子31在副狭缝部171b周边比在主狭缝部171a周边容易旋转,在副狭缝部171b周边哪怕有微小的电位差也会使液晶分子31旋转。
优选初始取向状态的液晶分子31的长轴311和短轴312中的介电常数较大的一个轴的轴方向与副狭缝部171b的延伸方向D2、D4所成的角(以下,也仅称为“副狭缝部171b的角度”)为10°~50°,更优选为20°~40°。另外,上述介电常数较大的一个轴的轴方向与主狭缝部171a的延伸方向D1、D3所成的角(以下,也仅称为“主狭缝部171a的角度”)为1°~20°,更优选为5°~15°。优选副狭缝部171b的角度比主狭缝部171a的角度大10°~45°,更优选大15°~35°。
相对于初始取向状态的液晶分子31的长轴311,方向D1所成的角和方向D3所成的角相互相等,同样,方向D2所成的角和方向D4所成的角相互相等。各狭缝171具有相对于液晶分子31的短轴312为线对称的形状。
在本实施方式的液晶显示装置1中,为了使按水平方向(纸面横向)或者垂直方向(纸面纵向)初始取向的液晶分子31倒伏的方向不致混乱,按固定的倾斜设定了主狭缝部171a的狭缝角度。另外,在狭缝端,边缘电场的方向是对于液晶响应而并不希望的方向(纵向),因此为了确保液晶分子31的响应的稳定性而形成有具有比主狭缝部171aR更大角度的副狭缝部171b(第一折弯部)。另一方面,在图像元素2的中央部,液晶分子31相对于初始取向的运动方向在图像元素2的上部与下部为相互相反的方向,这会导致在图像元素2的中央部产生液晶分子31的取向冲突的部位。为了确保液晶分子31的响应的稳定性,与图像元素2的上下端部同样,在中央部形成有具有比主狭缝部171a更大角度的副狭缝部171b(第二折弯部)。这样,本实施方式的液晶显示装置1为在图像元素2的中央部、上端部和下端部具有副狭缝部171b(像素电极折弯部)的构成。
使第一基板10侧的数据线131相对于配置在颜色边界的第二基板20侧的黑矩阵22配置成居中对齐是在开口率上最高效的构成。此时,在上述第一折弯部和第二折弯部中,副狭缝部171bR靠近数据线131的方向相互不同。在作为图像元素的中央部的第二折弯部中,位于图像元素2的边界的数据线131R更靠近配置于两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的右侧的副狭缝部171b,而在作为图像元素2的上下端部的第一折弯部中,其更靠近左侧的副狭缝部171b。
在像素电极17和共用电极15之间形成边缘电场而得到液晶分子31的响应的FFS模式的液晶显示装置1中,设于像素电极17的狭缝171与数据线131的距离越近,像素电极17的边缘越靠近图像元素2间的边界,在像素电极17的边缘产生的边缘电场越容易影响至图像元素2间的边界。在此,如上述那样,液晶分子31在副狭缝部171b周边比主狭缝部171a周边容易旋转,因此在不希望使光透射过的图像元素2的外侧的区域100(图像元素2的边界)中,液晶分子31也容易在副狭缝部171b的周边由于边缘电场而旋转,另外,副狭缝部171b与数据线131的距离越近则越容易发生该现象。另外,配置有副狭缝部171b的区域是容易发生液晶分子31的取向紊乱的区域,即使设有副狭缝部171b,副狭缝部171b附近也是难以进行液晶分子31的取向控制的区域。因此,在图像元素2的外侧的区域100的副狭缝部171b附近,也存在由液晶分子31的预料之外的取向导致光透射的可能性。因此,例如在某个图像元素被控制为白(全透射)而与该图像元素相邻的图像元素为黑(不透射)的状况的情况下,在副狭缝部171b的周边发生斜视混色的可能性高,在第二基板的贴合(黑矩阵的位置)向白图像元素侧偏离的情况下,斜视混色的可能性更高。
另外,在本实施方式中,副狭缝部171b靠近数据线131的方向在图像元素2的中央部与上下端部为相反方向,因此斜视混色的可能性更高的状况在图像元素2的中央部与上下端为相反方向。例如,在第二基板20向右侧偏离的情况下,如图2所示在图像元素2的中央部发生斜视混色的可能性更高,在向左侧偏离的情况下,如图3所示在图像元素2的上下端部发生斜视混色的可能性更高。
在本实施方式中,为了解决这些问题,关注配置在不同颜色的图像元素2间的作为遮光构件40的数据线131,仅在斜视混色发生可能性高的方向上将数据线131扩大宽度来配置追加遮光部41。更具体地说,设于第一基板10的作为遮光构件40的数据线131在配置于数据线131的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较近的副狭缝部171b侧被扩大宽度。由此,能在发生了基板的贴合偏离时倾斜方向的光更容易泄漏的一侧使遮光构件40扩大宽度,用第一基板10遮挡倾斜方向的光,能抑制斜视混色。而且,数据线131在配置于数据线131的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较远的副狭缝部171b侧不被扩大宽度,由此,与数据线131在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低。其结果是,与作为遮光构件40的数据线131在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低,并且能抑制斜视混色。特别是在像素电极17中设有狭缝171的本实施方式中,在比狭缝171靠外侧处配置有像素电极17的边缘,因此与将设有狭缝的共用电极配置在像素电极上的方式(后述的实施方式7和8)相比,边缘电场容易扩展到图像元素2的外侧,容易发生斜视混色,但是通过使数据线131如上述那样扩大宽度,能有效地抑制斜视混色。
另外,在上述专利文献1中,由于突条部而液晶界面处的平滑性会降低,有时会发生取向不良等缺陷,但是在本实施方式中,没有设置如上述专利文献1那样的突条部,因此能抑制取向不良的发生,并且能抑制斜视混色。
数据线131在俯视时只要在配置于数据线131的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较近的副狭缝部171b侧被扩大宽度即可,扩大宽度的程度没有特别限定,但是从抑制开口率降低的观点出发,优选在配置有重叠的黑矩阵22的区域内例如以1~5μm扩大宽度(即,使追加遮光部41的宽度为1~5μm)。
在具有追加遮光部41的遮光构件40(数据线131)没有被扩大宽度的部分,与遮光构件40相邻的主狭缝171a离遮光构件40的距离是固定的,但是在遮光构件40被扩大宽度的部分,与遮光构件40相邻的狭缝171离数据线131的距离变小。即,比起与遮光构件40相邻的主狭缝171a离遮光构件40的距离,在离相邻的狭缝171的距离小的部分,遮光构件40被扩大了宽度,在离相邻的狭缝171的距离相同(包括实质上相同的情况)或更大的部分,遮光构件40没有被扩大宽度。
数据线131被扩大宽度的区域只要是将较近的副狭缝部171b在扫描线132的延伸方向上投影到数据线131上的区域中的至少一部分即可,例如,可以是投影区域的一部分,也可以是全部投影区域,还可以是包含全部投影区域的更广的区域。
以上,说明了作为实施方式1的主要特征的遮光构件40的结构。以下,对其它的结构、各构件的材料和制造方法进行说明。
对共用电极15提供被确保为固定值的共用信号。共用电极15与图像元素的边界无关地,除了像素电极17和漏极电极133a的连接部等特定部分以外,大致平齐地形成。
作为第一绝缘基板11和第二绝缘基板21的材料,适合使用玻璃、塑料等透明材料。
第一绝缘膜12和层间绝缘膜16例如为无机绝缘膜。第二绝缘膜14例如为有机绝缘膜、或者有机绝缘膜和无机绝缘膜的层叠体。上述无机绝缘膜的材料能举出氮化硅、氧化硅等。上述有机绝缘膜的材料能举出感光性丙烯酸树脂等透明树脂。
构成数据线131、扫描线132和TFT13的各种配线和电极能以如下方式形成:通过溅射法等将铜、钛、铝、钼、钨等金属或者它们的合金按单层或者多层形成膜,然后用光刻法等进行图案化。在该各种配线和电极之中,形成于同一层的分别使用相同的材料,从而高效制造。
TFT13的半导体134例如包括:高电阻半导体层,其包括非晶硅、多晶硅等;以及低电阻半导体层,其包括在非晶硅中掺杂了磷等杂质的n+非晶硅等。另外,半导体134也可以使用氧化锌等氧化物半导体层。
像素电极17和共用电极15例如能以如下方式形成:将氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)、氧化锡(SnO)等透明导电材料或者它们的合金通过溅射法等按单层或者多层形成膜,然后使用光刻法进行图案化。设于像素电极17的狭缝171也能在图案化时同时形成。
黑矩阵22的材料只要具有遮光性即可,没有特别限定,优选使用含有黑色颜料的树脂材料或者具有遮光性的金属材料。黑矩阵22例如通过涂敷包含黑色颜料的感光性树脂而形成膜,并进行曝光和显影等的光刻法来形成。
作为彩色滤光片23的材料,优选使用使与各颜色对应的光透射过的感光性树脂(彩色抗蚀剂)。彩色滤光片23例如通过涂敷感光性树脂而形成膜,并进行曝光和显影等的光刻法来形成。
外覆层24用于使第二基板20的液晶层30侧的面平坦化,例如能使用有机膜(介电常数ε=3~4)。外覆层24通过例如涂敷光固化性的树脂,并进行紫外线照射和烧制来形成。
上述第一偏振板和上述第二偏振板均为吸收型偏振器,处于吸收轴相互正交的正交尼克尔的配置关系。
上述背光源的方式没有特别限定,例如能举出边光方式、直下型方式等。上述背光源的光源种类没有特别限定,能举出例如发光二极管(LED)、冷阴极管(CCFL)等。
本实施方式的液晶显示装置1中的第一基板10还具有与多个数据线131电连接的源极驱动器(图示省略)以及与多个扫描线132电连接的栅极驱动器(图示省略)。栅极驱动器基于控制器(图示省略)的控制,将扫描信号依次提供给扫描线132。源极驱动器在TFT13由于扫描信号而成为电压施加状态的定时,基于控制器的控制对数据线131提供数据信号。像素电极17分别设定为与通过对应的TFT13提供的数据信号相应的电位,在像素电极17和共用电极15之间产生边缘电场,液晶层30的液晶分子发生旋转。这样,控制施加到像素电极17和共用电极15之间的电压的大小,使液晶层30的延迟改变,控制光的透射、不透射。
另外,液晶显示装置1具有与第一基板10电连接的柔性印刷电路基板(FPC:Flexible Printed Circuit)。FPC为挠性的印刷电路基板,将作为信号提供源的外部(主机)的控制电路基板(图示省略)和第一基板10电连接。
液晶显示装置1的清晰度没有特别限定,但是即使在随着高清晰化而黑矩阵22被细线化的情况下也能抑制斜视混色,因此适合于需要高清晰度(例如100~1000ppi)的用途。此外,本说明书中的清晰度(ppi:pixel per inch)指的是每1英寸(2.54cm)配置的像素的数量。
图4是将实施方式1的液晶显示装置应用于曲面显示器的情况下的示意图。如图4所示,本实施方式的液晶显示装置1在第一基板10和第二基板20弯曲变形的曲面显示器中也能适用。在显示面弯曲的曲面显示器中,第一基板10和第二基板20弯曲变形,在两基板10和20间产生曲率半径的差,因此配置于第一基板10的图像元素结构与配置于第二基板20的图像元素结构的相对位置在弯曲方向上偏离而发生斜视混色的可能性比通常的平面显示器的情况更高。然而,在本实施方式的液晶显示装置1中,通过使作为遮光构件40的数据线131在特定的一侧扩大宽度,由此在第一基板10和第二基板20之间发生偏离的情况下也能抑制斜视混色,因此本实施方式的液晶显示装置1也能适用于曲面显示器中。
在应用于曲面显示器的情况下,如图4所示,实施方式1的液晶显示装置1具备2个FPC135L、135R,一方FPC135L与第一基板10的下端部的左侧电连接,另一方FPC135R与第一基板10的下端部的右侧电连接。
在第一基板10上安装有2个源极驱动器131DL、131DR,一方源极驱动器131DL设于第一基板10的下端部的左侧,另一方源极驱动器131DR设于第一基板10的下端部的右侧。源极驱动器131DL与配置在第一基板10的左侧半边的多个数据线131电连接,源极驱动器131DR与配置于第一基板10的右侧半边的多个数据线131电连接。
在第一基板10上安装有2个栅极驱动器132DL、132DR,一方栅极驱动器132DL设于第一基板10的左端部,另一方栅极驱动器132DR设于第一基板10的右端部。
[实施方式2]
在本实施方式中,主要说明本实施方式特有的特征,对与上述实施方式重复的内容省略说明。在上述实施方式1中,遮光构件40采用了设于第一基板10上的数据线131,而在本实施方式中,关注配置在不同颜色的图像元素2间的作为遮光构件40的黑矩阵22,示出了以下方式:为了针对斜视混色得到与上述实施方式1同样的质量水平,使第二基板侧的黑矩阵扩大宽度来配置追加遮光部,遮挡倾斜方向的光。此外,黑矩阵22也配置在同色的图像元素2间。
图5是实施方式2的液晶显示装置的俯视示意图。导致斜视混色的倾斜方向的光从相邻的不同颜色的图像元素2中的一方图像元素2的第一基板10侧向另一方图像元素2的第二基板20侧行进。因此,将相邻的不同颜色的图像元素2的边界设为基准,倾斜方向的光在第二基板20上通过的位置为与倾斜方向的光在第一基板10上通过的位置相反的一侧。因此,在追加遮光部41被设置到第二基板20上的本实施方式中,是在与追加遮光部41被设置到第一基板10上的上述实施方式1相反的一侧使遮光构件40扩大宽度。即,在本实施方式中,将设于第二基板20的黑矩阵22用作具有追加遮光部41的遮光构件40,作为遮光构件40的黑矩阵22在俯视时在配置于黑矩阵22的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较远的副狭缝部171b侧被扩大宽度。由此,能在发生了基板的贴合偏离时倾斜方向的光更容易泄漏的一侧使遮光构件40扩大宽度,用第二基板20遮挡倾斜方向的光,能抑制斜视混色。
而且,黑矩阵22在配置于黑矩阵22的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较近的副狭缝部171b侧不被扩大宽度,由此与黑矩阵22在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低。这样,在本实施方式中,与作为遮光构件40的黑矩阵22在两侧均被扩大宽度的情况相比,也能抑制开口率的降低,并且能抑制斜视混色而确保显示质量。
如图1所示,在上述实施方式1中,设于第一基板10上的追加遮光部41的大部分配置在与设于第二基板20上的黑矩阵22重叠的位置,因此配置追加遮光部41导致的开口率的降低小。另一方面,在本实施方式中,如图5所示,用黑矩阵22来形成追加遮光部41,因此与上述实施方式1相比,开口率降低。
黑矩阵22在俯视时只要在配置于黑矩阵22的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较远的副狭缝部171b侧被扩大宽度即可,扩大宽度的程度没有特别限定,考虑到基板间的偏离,优选例如按1~5μm扩大宽度(即,使追加遮光部41的宽度为1~5μm)。
黑矩阵22被扩大宽度的区域只要为将较远的副狭缝部171b在扫描线132的延伸方向上投影到黑矩阵22上的区域的至少一部分即可,例如,可以是投影区域的一部分,也可以是全部投影区域,还可以是包含全部投影区域的更广的区域。
[实施方式3]
在本实施方式中,主要说明本实施方式特有的特征,对与上述实施方式重复的内容省略说明。在上述实施方式1中示出了在1个图像元素2内使取向方向具有2个方位,对视场角进行补偿的构成。在本实施方式中,示出在1个图像元素中具有1个方位的主狭缝部的角度,在纵向的2个图像元素单位中具有2个方位的取向方向的构成。
图6是实施方式3的液晶显示装置的俯视示意图。在本实施方式中,在配置于纵向排列的2个图像元素2中的一方图像元素2的像素电极17中设有狭缝171,该狭缝171包含在方向D1上延伸的主狭缝部171a、以及与在方向D1上延伸的主狭缝部171a的两端部相连并且在方向D2上延伸的2个副狭缝部171b,在配置于另一方图像元素2的像素电极17中设有狭缝171,该狭缝171包含在方向D3上延伸的主狭缝部171a、以及与在方向D3上延伸的主狭缝部171a的两端部相连并且在方向D4上延伸的2个副狭缝部171b。相对于初始取向状态的液晶分子31的长轴311,方向D1所成的角和方向D3所成的角相互相等,同样,方向D2所成的角和方向D4所成的角相互相等。配置于纵向排列的2个图像元素2的狭缝171具有相对于上述2个图像元素2的边界线为线对称的形状。另外,配置于纵向排列的2个图像元素2的狭缝171具有相对于液晶分子31的短轴312为线对称的形状。在此,方向D1和D3对应于上述第一方向,方向D2和D4对应于上述第二方向。
在本实施方式中,如上述那样,为了使液晶分子31的取向稳定化,在图像元素的上端部Y和图像元素的下端部Z,设有比主狭缝部171a使角度更为倒伏的副狭缝部171b。而且与上述实施方式1同样,设于第一基板10的作为遮光构件40的数据线131在配置于数据线131的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较近的副狭缝部171b侧被扩大宽度。由此,能在发生基板的贴合偏离时倾斜方向的光更容易泄漏的一侧使遮光构件40扩大宽度,用第一基板10遮挡倾斜方向的光,能抑制斜视混色。而且,数据线131在配置于数据线131的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较远的副狭缝部171b侧不被扩大宽度,由此,与数据线131在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低。因此,在本实施方式中,与作为遮光构件40的数据线131在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低,并且能抑制斜视混色,能确保显示质量。
在本实施方式中,为了解决与上述实施方式1同样的问题,在数据线131上配置有追加遮光部41,从而能追随光会从斜视处透射过的方向。关于本实施方式的追加遮光部41的位置,在1个图像元素2中观察的情况下,是设于对角。
[实施方式4]
在本实施方式中,主要说明本实施方式特有的特征,对与上述实施方式重复的内容省略说明。在上述实施方式3中,具有追加遮光部41的遮光构件40使用了设于第一基板10上的数据线131,而在本实施方式中,为了针对斜视混色得到与上述实施方式3同样的质量水平,示出了如下方式:使第二基板侧的黑矩阵扩大宽度来配置追加遮光部41,遮挡倾斜方向的光。
图7是实施方式4的液晶显示装置的俯视示意图。在本实施方式中,将设于第二基板20的黑矩阵22用作具有追加遮光部41的遮光构件40。作为遮光构件40的黑矩阵22在俯视时在配置于黑矩阵22的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较远的副狭缝部171b侧被扩大宽度。由此,能在发生了基板的贴合偏离时倾斜方向的光更容易泄漏的一侧使遮光构件40扩大宽度,用第二基板20遮挡倾斜方向的光,能抑制斜视混色。而且,黑矩阵22在配置于黑矩阵22的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较近的副狭缝部171b侧不被扩大宽度,由此,与黑矩阵22在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低。这样,在本实施方式中,与作为遮光构件40的黑矩阵22在两侧均被扩大宽度的情况相比,也能抑制开口率的降低并且能抑制斜视混色,能确保显示质量。
如图6所示,在上述实施方式3中,设于第一基板10上的追加遮光部41的大部分配置在与设于第二基板20上的黑矩阵22重叠的位置,因此配置追加遮光部41导致的开口率降低小。另一方面,在本实施方式中,如图7所示,用黑矩阵22来形成追加遮光部41,因此与上述实施方式3相比,开口率降低。
[实施方式5]
在本实施方式中,主要说明本实施方式特有的特征,对与上述实施方式重复的内容省略说明。在上述实施方式3中,具有追加遮光部41的遮光构件40使用了数据线131,而在本实施方式中,遮光构件40使用其它金属配线。
图8是实施方式5的液晶显示装置的俯视示意图。图9是实施方式5的液晶显示装置的截面示意图。图9是沿着图8中的a-b方向的3个图像元素的截面示意图,是配置在图像元素的中央部的副狭缝部的截面示意图。
本实施方式的液晶显示装置1示出了如下构成:不仅是与上述实施方式3的液晶显示装置1同样的FFS构成像素,而且在与作为透明电极的共用电极15直接接触的层追加了金属配线(也称为3rd金属配线)18。在FFS构成的像素中成为基准电极的共用电极形成于TFT基板侧,并且为了确保像素开口部的透射率而一般由ITO等透明电极来构成,但是透明导电膜一般电阻高,在由于源极信号的振幅等而基准电位发生了紊乱的情况下,充电到正常电位的时间变长,有时会导致显示质量降低。为了使被提供固定电位的共用电极电稳定而存在如下构成:利用作为低电阻化金属配线的3rd金属配线来提高充电能力。此时3rd金属配线配置在开口部以外,不会使开口率降低,由于这一点而成为优选构成。在图8和图9中,举例示出了在与数据线131和扫描线132对应的位置(重叠的位置)配置有金属配线18的构成。即,金属配线18配置在不同颜色的图像元素2间以及同色的图像元素2间。
在本实施方式中,与上述实施方式3同样,在副狭缝部171b中发生斜视混色的可能性变高。因此,在本实施方式中也使用金属配线18,与上述实施方式3同样地配置有追加遮光部41。
在本实施方式中,设于第一基板10的作为遮光构件40的金属配线18在配置于数据线131的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较近的副狭缝部171b侧被扩大宽度。由此,能在发生了基板的贴合偏离时倾斜方向的光更容易泄漏的一侧使遮光构件40扩大宽度,用第一基板10遮挡倾斜方向的光,能抑制斜视混色。而且,金属配线18在配置于数据线131的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较远的副狭缝部171b侧不被扩大宽度,由此,与金属配线18在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低。因此,在本实施方式中,与作为遮光构件40的金属配线18在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低,并且能抑制斜视混色,能确保显示质量。
在本实施方式中,为了解决与上述实施方式3同样的问题,在金属配线18上配置追加遮光部41,从而能追随光会从斜视处透射过的方向。关于本实施方式的追加遮光部41的位置,在1个图像元素2中观察的情况下,是设于对角。
图10是对实施方式3和5的液晶显示装置的倾斜方向的光的遮光进行说明的截面示意图。图10是将沿着图8中的a-b方向的截面放大的示意图。
图10为了将用数据线131进行遮光的情况下与用金属配线18进行遮光的情况下的斜视混色的遮光状况进行比较而在一个图中示出了两种追加遮光部41。如图10所示,关于遮挡来自同一角度的光的效果,当在靠近液晶层30的一侧进行遮光时能得到更高的效果。因此,用靠近液晶层30的金属配线18进行遮光的本实施方式与上述实施方式3相比能使遮光宽度缩小,能使追加遮光部41的宽度更窄,因此更能抑制开口率的降低,并且能抑制斜视混色而确保显示质量。
另外,在用数据线131进行遮光的情况下,数据线131的宽度一部分变大,从而会产生数据线131与共用电极15之间的电容等对于确保像素显示质量而并不希望的寄生电容,存在发生串扰等显示质量降低的可能性,但是在如本实施方式这样利用金属配线18的遮光中,也不会发生这种可能性。
金属配线18在俯视时只要在配置于金属配线18的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较近的副狭缝部171b侧被扩大宽度即可,扩大宽度的程度没有特别限定,从抑制开口率的降低的观点出发,优选金属配线18在配置有重叠的黑矩阵22的区域内,例如按1~5μm扩大宽度(即,使追加遮光部41的宽度为1~5μm)。
金属配线18被扩大宽度的区域只要是将较近的副狭缝部171b在扫描线132的延伸方向上投影到金属配线18上的区域中的至少一部分即可,例如,可以是投影区域的一部分,也可以是全部投影区域,还可以是包含全部投影区域的更广的区域。
金属配线18例如能以如下方式形成:通过溅射法等将铜、钛、铝、钼、钨等金属或者它们的合金按单层或者多层形成膜,接着用光刻法等进行图案化。
[实施方式6]
在本实施方式中,主要说明本实施方式特有的特征,对与上述实施方式重复的内容省略说明。在上述实施方式5中,具有追加遮光部41的遮光构件40使用了设置在第一基板10上的金属配线18,而在本实施方式中,为了针对斜视混色得到与上述实施方式5同样的质量水平,示出了如下方式:将第二基板侧的黑矩阵扩大宽度来配置追加遮光部41,遮挡倾斜方向的光。
图11是实施方式6的液晶显示装置的俯视示意图。在本实施方式中,将设于第二基板20的黑矩阵22用作具有追加遮光部41的遮光构件40。作为遮光构件40的黑矩阵22在俯视时配置于黑矩阵22的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较远的副狭缝部171b侧被扩大宽度。由此,能在发生了基板的贴合偏离时倾斜方向的光更容易泄漏的一侧使遮光构件40扩大宽度,用第二基板20遮挡倾斜方向的光,能抑制斜视混色。而且,黑矩阵22在配置于黑矩阵22的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较近的副狭缝部171b侧不被扩大宽度,由此,与黑矩阵22在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低。这样,在本实施方式中,与作为遮光构件40的黑矩阵22在两侧均被扩大宽度的情况相比,也能抑制开口率的降低并且能抑制斜视混色,能确保显示质量。
如图8所示,在上述实施方式5中,设于第一基板10上的追加遮光部41的大部分配置在与设于第二基板20上的黑矩阵22重叠的位置,因此不会由于配置追加遮光部41导致开口率降低,或者所导致的开口率的降低小。另一方面,在本实施方式如中,如图11所示,用黑矩阵22来形成追加遮光部41,因此与上述实施方式5相比,开口率降低。
[实施方式7]
在本实施方式中,主要说明本实施方式特有的特征,对与上述实施方式重复的内容省略说明。在上述实施方式5中,在配置于共用电极15的上层的像素电极17中设置狭缝171,而在本实施方式中,调换了共用电极和像素电极的配置,在配置于像素电极的上层的共用电极中设置狭缝。即,在本实施方式中,像素电极为第一电极,共用电极为第二电极。
图12是实施方式7的液晶显示装置的俯视示意图。图13是实施方式7的液晶显示装置的截面示意图。图13是沿着图12中的a-b方向的3个图像元素的截面示意图,是配置于图像元素的端部的副狭缝部的截面示意图。
在本实施方式中,作为在液晶层30产生边缘电场的图像元素的构成例,示出了设有狭缝171的共用电极15配置在上层(液晶层30侧),像素电极17隔着层间绝缘膜配置在下层的构成。一般已知只要在最上层(液晶层侧)的电极中设有狭缝即可,对于FFS模式的液晶动作,共用电极和像素电极中的哪一方处于上层侧都不会特别成问题。
在本实施方式中,与上述实施方式5同样,举例示出了将金属配线18配置在与由透明电极形成的共用电极15同一层而进行低电阻化的图像元素的构成。此时,与上述实施方式5同样,通过在副狭缝部171b靠近图像元素2的边界中央(黑矩阵22的中央/数据线131的中央)的部分配置金属配线18中的追加遮光部41,从而构建了应对斜视混色的对策,根据该构成,开口率不会降低,并能确保显示质量。
即,在本实施方式中,设于第一基板10的作为遮光构件40的金属配线18在配置于数据线131的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较近的副狭缝部171b侧被扩大宽度。由此,能在发生了基板的贴合偏离时倾斜方向的光更容易泄漏的一侧使遮光构件40扩大宽度,用第一基板10遮挡倾斜方向的光,能抑制斜视混色。而且,金属配线18在配置于数据线131的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较远的副狭缝部171b侧不被扩大宽度,由此,与金属配线18在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低。因此,在本实施方式中,与作为遮光构件40的金属配线18在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低,能抑制斜视混色,能确保显示质量。
在本实施方式中,为了解决与上述实施方式5同样的问题,在金属配线18上配置有追加遮光部41,从而能追随光会从斜视处透射过的方向。关于本实施方式的追加遮光部41的位置,在1个图像元素2中观察的情况下,是设于对角。
图14是对实施方式7的液晶显示装置中的倾斜方向的光的遮光进行说明的截面示意图。针对在像素电极17与共用电极15相比配置于液晶层30侧的情况下用与共用电极15接触的金属配线18进行遮光的方式(实施方式5)、以及在共用电极15与像素电极17相比配置在液晶层30侧的情况下用与共用电极15接触的金属配线18进行遮光的方式(实施方式7),为了对斜视混色的遮光状况进行比较,在图14的实施方式7的截面示意图中,用虚线虚拟地示出配置作为实施方式5的遮光构件40的金属配线18的部位。
如图14所示,关于遮挡来自同一角度的光的效果,当在靠近液晶层30的一侧进行遮光时能得到更高的效果。因此,在用靠近液晶层30的金属配线18进行遮光的本实施方式中,与上述实施方式5相比能使遮光宽度缩小,能使追加遮光部41的宽度更窄,因此能抑制开口率的降低,并且能抑制斜视混色,能确保显示质量。
另外,在用数据线131进行遮光的情况下,数据线131的宽度的一部分变大,由此会产生数据线131与共用电极15之间的电容等对于确保像素显示质量而并不希望的寄生电容,存在发生串扰等显示质量降低的可能性,但是与本实施方式5同样,在如本实施方式这样利用金属配线18的遮光中,也不会发生这种可能性。
[实施方式8]
在本实施方式中,主要说明本实施方式特有的特征,对与上述实施方式重复的内容省略说明。在上述实施方式7中,具有追加遮光部41的遮光构件40使用了设于第一基板10上的金属配线18,而在本实施方式中,为了针对斜视混色得到与上述实施方式7同样的质量水平,示出了如下方式:使第二基板侧的黑矩阵扩大宽度来配置追加遮光部41,遮挡倾斜方向的光。
图15是实施方式8的液晶显示装置的俯视示意图。在本实施方式中,将设于第二基板20的黑矩阵22用作遮光构件40。作为遮光构件40的黑矩阵22在俯视时在配置于黑矩阵22的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较远的副狭缝部171b侧被扩大宽度。由此,能在发生了基板的贴合偏离时倾斜方向的光更容易泄漏的一侧使遮光构件40扩大宽度,用第二基板20遮挡倾斜方向的光,能抑制斜视混色。而且,黑矩阵22在配置于黑矩阵22的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较近的副狭缝部171b侧不被扩大宽度,由此,与黑矩阵22在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低。这样,在本实施方式中,与作为遮光构件40的黑矩阵22在两侧均被扩大宽度的情况相比,也能抑制开口率的降低并且抑制斜视混色,能确保显示质量。
如图11所示,在上述实施方式7中,设于第一基板10上的追加遮光部41的大部分配置在与设于第二基板20上的黑矩阵22重叠的位置,因此不会由于配置追加遮光部41导致开口率降低,或者所导致的开口率的降低小。另一方面,在本实施方式中,如图15所示,用黑矩阵22来形成追加遮光部41,因此与上述实施方式7相比,开口率降低。
[实施方式9]
在本实施方式中,主要说明本实施方式特有的特征,对与上述实施方式重复的内容省略说明。本实施方式除了数据线131的形状不同以外,具有与上述实施方式1同样的构成。
图16是实施方式9的液晶显示装置的俯视示意图。在上述实施方式1中,在像素电极17的狭缝171为V字状的部分中,不调整数据线131的形状而是与黑矩阵22的中央一致地设计数据线131,而在本实施方式中,在像素电极17的狭缝171为V字状的部分中,沿着像素电极17的狭缝171的形状使数据线131按V字状弯曲。
在本实施方式中,如上述那样,为了使液晶分子31的取向稳定化,在图像元素的中央部X、图像元素的上端部Y和图像元素的下端部Z中,设有与主狭缝部171a相比使角度更为倒伏的副狭缝部171b。而且与上述实施方式1同样,设于第一基板10的作为遮光构件40的数据线131在配置于数据线131的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较近的副狭缝部171b侧被扩大宽度。由此,能在发生了基板的贴合偏离时倾斜方向的光更容易泄漏的一侧使遮光构件40扩大宽度,用第一基板10遮挡倾斜方向的光,能抑制斜视混色。而且,数据线131在配置于数据线131的两侧的不同颜色的图像元素2的副狭缝部171b中的较远的副狭缝部171b侧不被扩大宽度,由此,与数据线131在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低。因此,在本实施方式中,与作为遮光构件40的数据线131在两侧均被扩大宽度的情况相比能抑制开口率的降低,并且能抑制斜视混色,能确保显示质量。
关于沿着像素电极17的狭缝171的V字部设置数据线131的本实施方式的液晶显示装置1,与不是沿着像素电极17的狭缝171的V字部而是与黑矩阵22的中央一致地设计数据线131的实施方式1的液晶显示装置1相比,在俯视时存在装配遮光性的构件的区域变大的可能性,因此从高开口率化的观点出发,可以说与实施方式9相比,实施方式1的液晶显示装置1是更为优选的方式。
Claims (7)
1.一种液晶显示装置,其特征在于,具备:
第一基板;
与上述第一基板相对的第二基板;
液晶层,其被夹持在上述第一基板和上述第二基板之间,并且包含液晶分子;以及
多个像素,其分别包括多种颜色的图像元素,
上述第一基板和上述第二基板中的至少一方具有遮光构件,该遮光构件至少配置在相邻的不同颜色的图像元素间,
上述第一基板朝向上述液晶层侧按顺序具备:第一电极,其为像素电极和共用电极中的一方电极;层间绝缘膜,其设于上述第一电极上;以及第二电极,其设于上述层间绝缘膜上,并且为像素电极和共用电极中的另一方电极,
在上述第二电极中,在各图像元素中设有狭缝,
上述狭缝包含:主狭缝部,其在第一方向上延伸;以及副狭缝部,其与上述主狭缝部的端部相连,并且在第二方向上延伸,
初始取向状态的上述液晶分子的长轴和短轴中的介电常数较大的一个轴的轴方向与上述第二方向所成的角比上述轴方向与上述第一方向所成的角大,
在上述遮光构件设于上述第一基板的情况下,在俯视时,上述遮光构件在配置于两侧的不同颜色的图像元素的上述副狭缝部中的较近的副狭缝部侧被扩大宽度,较远的副狭缝部侧没有被扩大宽度,
在上述遮光构件设于上述第二基板的情况下,在俯视时,上述遮光构件在配置于两侧的不同颜色的图像元素的上述副狭缝部中的较远的副狭缝部侧被扩大宽度,较近的副狭缝部侧没有被扩大宽度。
2.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述第一基板具有数据线,
上述遮光构件为上述数据线。
3.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述第一基板具备与上述共用电极接触的金属配线,
上述遮光构件为上述金属配线。
4.根据权利要求3所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述像素电极为上述第一电极,
上述共用电极为上述第二电极。
5.根据权利要求3所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述像素电极为上述第二电极,
上述共用电极为上述第一电极。
6.根据权利要求2至5中的任意一项所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述第二基板具备在俯视时与上述遮光构件重叠的黑矩阵,
上述遮光构件在俯视时在配置有上述黑矩阵的区域内被扩大宽度。
7.根据权利要求1所述的液晶显示装置,其特征在于,
上述第二基板具备黑矩阵,
上述遮光构件为上述黑矩阵。
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